本發(fā)明涉及一種通過將盡可能多的測(cè)量信號(hào)調(diào)理工作從硬件電路轉(zhuǎn)移到智能移動(dòng)設(shè)備上的軟件計(jì)算來提高精度降低成本的電子測(cè)量系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

眾所周知，傳感器的輸出值與輸入值的比值并非直線。所以往往需要用實(shí)際輸出值與擬合直線的對(duì)比來確定傳感器的靜態(tài)線性度。此外，傳感器還需要通過校準(zhǔn)數(shù)據(jù)來保證精度。然而因?yàn)槌杀竞蜕a(chǎn)效率限制，傳感器在生產(chǎn)過程中難以精確測(cè)定其本身的特性曲線，只能在保證同批次傳感器的精度在所需范圍內(nèi)的前提下，以所有產(chǎn)品的通用數(shù)據(jù)加以校準(zhǔn)。單個(gè)傳感器的精度因此受群體平均校準(zhǔn)數(shù)值的限制。

此外，由于傳感器輸出值和測(cè)量值的比值并非直線，傳感器在滿量程范圍內(nèi)各點(diǎn)的分辨率并不相同，因此常用滿量程中能使輸出量產(chǎn)生階躍變化的輸入量中的最大變化值作為衡量分辨率的指標(biāo)。這也是當(dāng)前傳感器生產(chǎn)中因成本和生產(chǎn)率限制，而使得每個(gè)傳感器的分辨率受到群體平均數(shù)值限制的原因。同理，批量生產(chǎn)的傳感器，其標(biāo)稱的線性度、靈敏度、遲滯、零點(diǎn)漂移、靈敏度溫度漂移等參數(shù)的提高也因此受限。

因此，為了提高傳感器的測(cè)量精度，產(chǎn)生了差動(dòng)技術(shù)、零示法微差法和閉環(huán)技術(shù)、平均技術(shù)、分段與細(xì)分技術(shù)、解耦技術(shù)、補(bǔ)償與校正技術(shù)等等一系列技術(shù)解決方案。上述用于提高精度的技術(shù)中，大部分技術(shù)只能用于特定領(lǐng)域或特定的傳感器種類，補(bǔ)償與校正技術(shù)通用性雖然較強(qiáng)，然而補(bǔ)償和校正電路設(shè)計(jì)復(fù)雜，成本較高，而軟件補(bǔ)償校正需要高性能單片機(jī)或計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力支持。

就算能解決傳感器本身的精度問題，信號(hào)調(diào)理電路帶來的誤差也是不可忽視的。比如信號(hào)放大器的設(shè)計(jì)通常需要給定：1輸入信號(hào)、2輸出信號(hào)幅值、3總增益、4工作頻帶、5非線性失真、6環(huán)境溫度、7輸入阻抗、8輸入噪聲、9電源電壓等等條件參數(shù)。然而在實(shí)際設(shè)計(jì)中，很難兼顧或者測(cè)量得到全部所需數(shù)據(jù)。這就從源頭上限制了放大電路的精度，即便采用高性能的集成運(yùn)算放大器也無法解決上面的問題。同樣道理，濾波電路和集成有源濾波器雖然能濾除噪聲信號(hào)，但對(duì)于所需信號(hào)也會(huì)帶來測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量精度下降。采樣保持電路、模擬開關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換、V/F轉(zhuǎn)換電路之類亦同。與此同時(shí)，對(duì)于測(cè)量儀器設(shè)備來說，因?yàn)楦鱾€(gè)部件和功能模塊各自的誤差會(huì)和各種其他的隨機(jī)誤差一起積累成為系統(tǒng)誤差，而且測(cè)量系統(tǒng)中必然會(huì)存在未定系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差，從而累積成一個(gè)較大的系統(tǒng)誤差。因此，花費(fèi)較大成本提高傳感器本身的精度，或者某個(gè)功能電路模塊的精度，對(duì)提高系統(tǒng)精度來說效果并不明顯，更不經(jīng)濟(jì)。

為部分解決上述問題，美國宇航局1978年開發(fā)出智能傳感器(Intelligent Sensor)，是將傳感器和計(jì)算機(jī)一體化的多功能靈巧型傳感器系統(tǒng)。當(dāng)前的智能化傳感器已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了微型化、 結(jié)構(gòu)一體化、陣列式和數(shù)字式等目標(biāo)，具有自診斷功能、記憶與信息處理功能、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能、多參量測(cè)量功能、聯(lián)網(wǎng)通行功能、邏輯思維以及判斷功能。在此基礎(chǔ)上又發(fā)展出了功能更強(qiáng)和更全面的虛擬儀器技術(shù)?，F(xiàn)有大部分智能傳感器與虛擬儀器一樣依賴外接的計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ脝纹瑱C(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，少數(shù)集成智能傳感器主要集中于圖像傳感器。典型的智能儀器遵循IEE1451標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行開發(fā)，一般需要兩塊高性能MCU和若干塊MCP2510、PCA82C250T等輔助芯片分別組成“智能變送器模塊”(STIM)和“網(wǎng)絡(luò)適配器模塊”(NCAP)對(duì)傳感器獲得的信號(hào)進(jìn)行基本的調(diào)理和傳輸。智能傳感器和虛擬儀器一樣，雖然精度較高，但使用成本和技術(shù)門檻過高，電路開發(fā)難度較大，且需要行業(yè)專家進(jìn)行編程操作，所以主要用于實(shí)驗(yàn)室，醫(yī)療和科研領(lǐng)域，難以在日常設(shè)備中普及。

因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，許多對(duì)精度有嚴(yán)格要求的測(cè)量產(chǎn)品或設(shè)備，一旦成本和體積等條件受限，就難以保證較高的測(cè)量精度。典型的例子是國產(chǎn)血糖儀的國標(biāo)GB/T 19634-2005，其合格產(chǎn)品的要求只是要求95％的測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果落在偏差±20％以內(nèi)。對(duì)于血糖數(shù)值來說，±20％誤差區(qū)間，意味著兩次獨(dú)立檢測(cè)如果稍稍接近上下極限偏差，則檢測(cè)結(jié)果足以跨越無糖尿病、輕度糖尿病(空腹血糖7.0～8.4mmoi/L)到中度糖尿病(空腹血糖8.4～11.1mmoi/L)之間的數(shù)值區(qū)間。還有5％的檢測(cè)結(jié)果可以成為毫無參考價(jià)值但很可能對(duì)用戶引起誤導(dǎo)的粗大誤差——因?yàn)闆]有專業(yè)知識(shí)，普通用戶在單次測(cè)量中根本無法用經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)排除5％的錯(cuò)誤測(cè)量值的影響。這導(dǎo)致了大部分國產(chǎn)血糖儀只能用于某個(gè)固定糖尿病患者日常血糖波動(dòng)量(如一段時(shí)期內(nèi)血糖有無快速上升)的定性檢測(cè)，完全無法替代醫(yī)院的血糖生化檢測(cè)，極大限制了國產(chǎn)家用型血糖儀的醫(yī)療診斷價(jià)值和市場(chǎng)前景。同樣情況也發(fā)生在家用電子血壓計(jì)、采用生物電阻抗法的體脂測(cè)量儀、家用心率儀等大量電子檢測(cè)產(chǎn)品上。

值得一提的是，當(dāng)前已有的傳統(tǒng)虛擬儀器是一種利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算能力和豐富的軟硬件資源組織而成的儀器系統(tǒng)。更詳細(xì)地說，現(xiàn)有的虛擬儀器能夠通過一臺(tái)計(jì)算機(jī)上配備專門的應(yīng)用軟件和專用硬件(如插入式板卡等)，來完成傳統(tǒng)儀器的功能。現(xiàn)有的虛擬儀器由I/O接口設(shè)備進(jìn)行信號(hào)的采集、測(cè)量和調(diào)理，利用計(jì)算機(jī)顯示器模擬傳統(tǒng)儀器的控制面板，由用戶設(shè)計(jì)虛擬面板，以多種形式表達(dá)輸出檢測(cè)結(jié)果，并利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的軟件功能實(shí)現(xiàn)信號(hào)的分析、運(yùn)算和處理——這部分功能傳統(tǒng)電子儀器往往用模擬放大、濾波電路和單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)，從而使計(jì)算機(jī)具有各種測(cè)試功能。此類虛擬儀器的功能極為強(qiáng)大，配合National Instrument公司的LabVIEW軟件和數(shù)據(jù)采集設(shè)備可以替代絕大部分傳統(tǒng)電子儀器。但傳統(tǒng)虛擬儀器因?yàn)樾枰嫒萑鏡S485等大量專業(yè)儀表通訊標(biāo)準(zhǔn)，只能通過包含大量不同接口的插入式板卡與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊，所以其體積較大，非常不便于攜帶和移動(dòng)測(cè)量所用。且傳統(tǒng)虛擬儀器系統(tǒng)為滿足幾乎萬能的通用性和科研測(cè)量級(jí)別的精度要求，成本十分昂貴，并為提高虛擬系統(tǒng)的測(cè)量和功能范圍有需要用戶對(duì)虛擬面板和用戶界面進(jìn)行二次開發(fā)的問題，對(duì)用戶需要有極高的專業(yè)知識(shí)要求，從而阻礙了虛擬儀器在非專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

當(dāng)前智能手機(jī)等智能移動(dòng)設(shè)備處理器的性能和功能正在快速提高，智能移動(dòng)設(shè)備的操作系統(tǒng)和編程環(huán)境日趨完善，所以智能移動(dòng)設(shè)備的性能和軟件環(huán)境已經(jīng)可以滿足絕大部分虛擬 儀器所需，且有便于攜帶、成本較低等優(yōu)勢(shì)。如能實(shí)現(xiàn)通過由智能移動(dòng)設(shè)備的計(jì)算能力替代相對(duì)更加龐大和昂貴的個(gè)人電腦和工作站的效果，并簡(jiǎn)化通訊和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，可有效降低使用成本，簡(jiǎn)化操作以便于滿足中低端市場(chǎng)領(lǐng)域中各種高精度低成本測(cè)量所需。當(dāng)前有很多利用智能移動(dòng)設(shè)備作為測(cè)量系統(tǒng)I/O部分的專利，如專利CN201510301587.4、專利CN20152369193.8和專利CN201510276162.2等，均保留有完整的測(cè)量和計(jì)算電路，僅將智能移動(dòng)設(shè)備作為附加的“易用型輸入-輸出界面”、更大容量的移動(dòng)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存設(shè)備和連接因特網(wǎng)的擴(kuò)展功能模塊。然而此時(shí)，智能移動(dòng)設(shè)備只起到功能擴(kuò)展效果，測(cè)量設(shè)備本身依然需要依賴單片機(jī)或工控電腦(依測(cè)量種類和難度不同進(jìn)行選擇)處理核心測(cè)量數(shù)據(jù)，并沒有革命性的變化。這是因?yàn)?，希望直接以智能移?dòng)設(shè)備替代現(xiàn)有虛擬儀器的功能并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理和輸出，當(dāng)前智能移動(dòng)設(shè)備的計(jì)算能力仍然不足?；蛘邇H能對(duì)一些特殊信號(hào)做簡(jiǎn)單的附加處理，卻反而增加測(cè)量儀器的成本和復(fù)雜性——如專利CN201510233390.1披露了一種胎心儀，可將的胎心信號(hào)通過音頻接口輸入到智能移動(dòng)設(shè)備中，智能移動(dòng)設(shè)備僅用于對(duì)單位時(shí)間內(nèi)的胎心音頻數(shù)量進(jìn)行簡(jiǎn)單濾波后計(jì)數(shù)，然而胎心儀仍需要具備提供獨(dú)立工作的全部硬件電路，還需額外增加音頻輸出口，此時(shí)智能移動(dòng)設(shè)備實(shí)質(zhì)上是作為免去用戶掐秒表操作和防止誤聽數(shù)錯(cuò)的自動(dòng)計(jì)數(shù)器之用，作為額外的附加功能模塊反而增加了胎心儀進(jìn)行音頻轉(zhuǎn)換和輸出的成本和復(fù)雜性，而且用音頻接口將數(shù)據(jù)傳遞給智能移動(dòng)設(shè)備的方案并沒有通用性。所以有必要研究如何在傳統(tǒng)的測(cè)量儀器中充分利用智能移動(dòng)設(shè)備設(shè)備的計(jì)算能力以降低系統(tǒng)成本的方案，并降低該方案對(duì)智能移動(dòng)設(shè)備的性能要求并提高該方案對(duì)于不同測(cè)量儀器設(shè)備的適用性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種高精度低成本的電子測(cè)量系統(tǒng)，以解決傳統(tǒng)電子精密測(cè)量設(shè)備存在的測(cè)量精度、成本、體積等參數(shù)相互限制，使高精度電子測(cè)量系統(tǒng)難以普及推廣的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種高精度的低成本電子測(cè)量系統(tǒng)，包含傳感器模塊、基本信號(hào)調(diào)理電路、基本數(shù)據(jù)處理和通訊模塊、特征碼存儲(chǔ)器等功能模塊，通過將非必須和較復(fù)雜的信號(hào)調(diào)理工作轉(zhuǎn)移給性能強(qiáng)大的智能移動(dòng)設(shè)備處理器進(jìn)行處理，以簡(jiǎn)化信號(hào)調(diào)理的硬件電路，并保障和提高最終的測(cè)量精度。

所述的傳感器模塊包含一個(gè)或者多個(gè)同類或不同傳感器，將所需檢測(cè)的參數(shù)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，再傳輸給基本信號(hào)調(diào)理電路中所對(duì)應(yīng)的處理電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行基本的放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換、I/F轉(zhuǎn)換、V/F轉(zhuǎn)換等調(diào)理操作。并將調(diào)理后的信號(hào)傳遞給基本數(shù)據(jù)處理和通訊電路。

所述的基本數(shù)據(jù)處理和通訊模塊包含基于單片機(jī)或PLC等為核心的，具有簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)處理功能的計(jì)算模塊，并可讀取特征碼存儲(chǔ)器中所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，同時(shí)還具備通訊模塊，可根據(jù)實(shí)際需要和成本控制，選用通過標(biāo)準(zhǔn)的USB協(xié)議、WIFI協(xié)議、Zigbee協(xié)議或藍(lán)牙協(xié)議將計(jì)算后的數(shù)據(jù)與智能移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行通訊。

此時(shí)，通過智能移動(dòng)設(shè)備強(qiáng)大的計(jì)算和存儲(chǔ)能力，基本調(diào)理電路所無法消除的信號(hào)誤差、噪音和干擾數(shù)據(jù)可以通過專門的軟件進(jìn)行消除。此外，傳感器和基本信號(hào)調(diào)理電路固有的“測(cè) 量值與信號(hào)值之間的非線性度”和其他誤差可由儲(chǔ)存在特征碼存儲(chǔ)器中的，由廠家出廠前和使用中經(jīng)過精確校正的特征碼校正表或校正函數(shù)予以消除。從而得到了不依賴傳感器及調(diào)理電路硬件精度及元件一致性，并能在低成本下實(shí)現(xiàn)高精度的測(cè)量功能。尤其值得一提的是，智能移動(dòng)設(shè)備平臺(tái)的編程相對(duì)于傳統(tǒng)單片機(jī)的低級(jí)語言——如匯編語言和C語言，和極為專業(yè)的虛擬儀器編程語言Labview、LabWindows等必須要由行業(yè)專家進(jìn)行編程和優(yōu)化的情況來說，基于安卓、IOS或WP等智能移動(dòng)平臺(tái)的編程軟件和編程平臺(tái)通用性更強(qiáng)，學(xué)習(xí)人數(shù)更多，這就大幅度降低了針對(duì)于低成本產(chǎn)品的專用程序開發(fā)的難度和成本，并可通過大量普通程序員甚至業(yè)余程序員的協(xié)作將產(chǎn)品開發(fā)速度提高數(shù)倍甚至數(shù)十倍。

此外，本發(fā)明將傳感器的數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)移到智能移動(dòng)設(shè)備的處理器上，不但降低了單個(gè)高精度測(cè)量系統(tǒng)的成本，而且由于在絕大部分應(yīng)用(如空氣凈化器所需的室內(nèi)PM2.5數(shù)值、用戶的血糖檢測(cè)數(shù)值、血壓數(shù)值、廚房烹飪時(shí)的油煙和燃?xì)獾冗€原性氣體濃度、生產(chǎn)線某工上位單個(gè)零件的特定尺寸測(cè)量數(shù)據(jù)等等)中用戶不需要以極高的采樣頻率連續(xù)不間斷測(cè)量某些數(shù)據(jù)，所以多個(gè)基于本發(fā)明的同類或者不同的測(cè)量設(shè)備或測(cè)量系統(tǒng)只要采用了相同的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，輔以具備分時(shí)處理功能的通用處理程序，可實(shí)現(xiàn)由單個(gè)智能移動(dòng)設(shè)備接受、處理和轉(zhuǎn)發(fā)大量不同設(shè)備測(cè)得的數(shù)據(jù)的效果，從而極大降低整個(gè)智能家居、單個(gè)實(shí)驗(yàn)室或一部分生產(chǎn)線上高精度測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)建成本。這是因?yàn)橹悄苁謾C(jī)和平板電腦等智能移動(dòng)設(shè)備幾乎成了家庭標(biāo)配，而且其計(jì)算能力足以通過分時(shí)計(jì)算承擔(dān)多個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的管理工作。

本發(fā)明的有益效果：通過用軟件替代大部分信號(hào)調(diào)理電路的工作，在保證和提高測(cè)量精度的前提下顯著降低了電子測(cè)量系統(tǒng)的成本，并利用通用的智能移動(dòng)設(shè)備開發(fā)平臺(tái)，大幅度簡(jiǎn)化了專用軟件的開發(fā)難度，并可實(shí)現(xiàn)由單一智能移動(dòng)設(shè)備對(duì)大量互不相干的不同類型測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集的目的，以適應(yīng)智能家居互聯(lián)化轉(zhuǎn)型或基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的智能化生產(chǎn)等領(lǐng)域所需。

附圖說明

圖1是本發(fā)明專利的系統(tǒng)構(gòu)成示框圖。

圖中，1傳感器模塊，2基本信號(hào)調(diào)理電路，3基本數(shù)據(jù)處理和通訊模塊，4特征碼儲(chǔ)存器，5智能移動(dòng)處理器模塊。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，傳感器模塊1在測(cè)量中，將一個(gè)或多個(gè)傳感器測(cè)得的電信號(hào)傳遞到基本信號(hào)調(diào)理電路2中。基本信號(hào)調(diào)理電路2在對(duì)傳感器模塊1的信號(hào)做最基本的放大和轉(zhuǎn)換后即將信號(hào)送到基本數(shù)據(jù)處理和通訊模塊3進(jìn)行進(jìn)一步的采樣和準(zhǔn)備傳輸。此時(shí)，盡可能簡(jiǎn)化和減少基本信號(hào)調(diào)理電路2對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)理工作的原因是因?yàn)?，任何傳感器信?hào)調(diào)理電路在對(duì)信號(hào)完成放大、整形或轉(zhuǎn)換，或者濾除特定噪音的主要目標(biāo)時(shí)自身必然帶來新的誤差，這實(shí)質(zhì)上是在增加后續(xù)軟件運(yùn)算中，系統(tǒng)誤差中的變量數(shù)量。除了增加硬件成本外，對(duì)于后續(xù)的信號(hào)軟件計(jì)算處理來說也是不利的。

經(jīng)過放大等基本調(diào)理工作后的信號(hào)，可通過基于單片機(jī)或PLC等為核心的基本數(shù)據(jù)處理 和通訊模塊3將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，通過標(biāo)準(zhǔn)的USB協(xié)議、WIFI協(xié)議、Zigbee協(xié)議或藍(lán)牙協(xié)議將計(jì)算后的數(shù)據(jù)與智能移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行通訊。在傳播測(cè)量數(shù)值信號(hào)的同時(shí)，基本數(shù)據(jù)處理和通訊模塊3還能從特征碼儲(chǔ)存器4讀取1傳感器模塊1和基本信號(hào)調(diào)理電路2組成的電路系統(tǒng)整體特征碼表或簡(jiǎn)單的校正函數(shù)同時(shí)傳輸給智能移動(dòng)處理器模塊5，以供智能移動(dòng)處理器模塊5通過軟件校正測(cè)量數(shù)據(jù)和得出準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的計(jì)算所需。所述智能移動(dòng)處理器模塊5可以是基于移動(dòng)智能處理器芯片組建的：獨(dú)立的智能手機(jī)、智能平板電腦或便攜型專用控制系統(tǒng)；也可以是集成于本測(cè)量儀器內(nèi)的上位機(jī)控制系統(tǒng)；也可以是安裝在本設(shè)備外的，用于控制多個(gè)采用類似數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的同類或不同類測(cè)量設(shè)備的數(shù)據(jù)處理中心等。因此，本發(fā)明即可用于獨(dú)立的測(cè)量儀器設(shè)備，也可用作為整體智能家居或工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生產(chǎn)控制系統(tǒng)中的一個(gè)組成部分。

需指出，增設(shè)獨(dú)立的特征碼儲(chǔ)存器4后，本系統(tǒng)保證測(cè)量精度的方法從生產(chǎn)上就與傳統(tǒng)電子測(cè)量儀器發(fā)生了變化。傳統(tǒng)電子測(cè)量系統(tǒng)，需要從每一個(gè)電路每一個(gè)環(huán)節(jié)保障測(cè)量和數(shù)據(jù)處理的精度，對(duì)設(shè)備內(nèi)每一個(gè)電子元件的精度都有很高的要求，此時(shí)設(shè)計(jì)往往只能偏向精度，或者偏向成本、體積和便攜性等對(duì)立性能參數(shù)。對(duì)于本發(fā)明的系統(tǒng)來說，廠家可以將傳感器模塊1，基本信號(hào)調(diào)理電路2和基本數(shù)據(jù)處理和通訊模塊3整體對(duì)測(cè)量信號(hào)的影響從整體上視為一個(gè)獨(dú)立的黑箱，實(shí)際被測(cè)數(shù)值與黑箱給出的數(shù)據(jù)之間的差異，則可以在廠家出廠前，通過更高精度的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量儀器(一般要求為校準(zhǔn)和標(biāo)定用設(shè)備的基本誤差δ小于產(chǎn)品誤差的1/5到1/10)測(cè)量若干個(gè)測(cè)量區(qū)間中的標(biāo)準(zhǔn)校核點(diǎn)(取樣點(diǎn)得數(shù)量取決于產(chǎn)品精度要求)，對(duì)黑箱系統(tǒng)測(cè)量后的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，即可得到黑箱系統(tǒng)的輸出值與真值之間的較高分段密度的插值數(shù)據(jù)表或簡(jiǎn)單的修正函數(shù)，并寫入特征碼儲(chǔ)存器4。實(shí)際使用中智能移動(dòng)處理器模塊5通過對(duì)應(yīng)的軟件，獲得特征碼儲(chǔ)存器4中儲(chǔ)存的特征碼表或修正函數(shù)后，很容易通過插值、最大似然估計(jì)法或最小二乘法等數(shù)值處理方法，得出黑箱系統(tǒng)當(dāng)前的輸出值對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)確測(cè)量值，這對(duì)于非等精度的測(cè)量系統(tǒng)特別有價(jià)值。利用智能移動(dòng)處理器模塊5具備相對(duì)于單片機(jī)系統(tǒng)而言處理速度快得多，及海量內(nèi)存中可暫存大量數(shù)據(jù)的優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明還可以通過大規(guī)模的反復(fù)采樣消除隨機(jī)性系統(tǒng)誤差。同時(shí)，特征碼還可以向正在智能移動(dòng)處理器模塊5上運(yùn)行的軟件傳輸本設(shè)備的識(shí)別編碼、精度等級(jí)、調(diào)用軟件中何種數(shù)據(jù)庫、采用何種計(jì)算公式(如常用的最小二乘數(shù)據(jù)擬合法，或分段多項(xiàng)式插值法等)和運(yùn)算模塊，使得單個(gè)程序可以用于控制，讀取和算出不同類型的電子測(cè)量產(chǎn)品的測(cè)量值，也可以讓軟件輕易排除偏離真值范圍較大的粗大誤差。這就實(shí)現(xiàn)了廠家對(duì)電子測(cè)量產(chǎn)品的出廠精確校準(zhǔn)和標(biāo)定。因本發(fā)明的測(cè)量產(chǎn)品將全部誤差統(tǒng)一在一個(gè)黑箱中，消除了系統(tǒng)累積誤差，所以此標(biāo)定精度基本上不受傳感器和其他電路中電子元件本身的精度和批次誤差的干擾，從而在降低元器件成本和提高產(chǎn)品合格率的同時(shí)，保證了產(chǎn)品相對(duì)常規(guī)測(cè)量儀器具備更高的測(cè)量精度。當(dāng)然，廠家也可因精度和成本要求變化，沿用采用嚴(yán)格篩選各傳感器和電子元件性能參數(shù)穩(wěn)定性的方法來減少出廠標(biāo)定的工作量。相對(duì)于完全依賴軟件處理的虛擬儀器而言，在測(cè)量系統(tǒng)中引入特征碼儲(chǔ)存器4，利用測(cè)量儀器設(shè)備出廠前標(biāo)定時(shí)將真值與測(cè)量系統(tǒng)的輸出值之間的插值數(shù)據(jù)等寫 入特征碼儲(chǔ)存器4，可以極大簡(jiǎn)化軟件處理工作。這使得本發(fā)明的系統(tǒng)相對(duì)虛擬儀器的模式，更適合與處理器性能比個(gè)人電腦低幾個(gè)數(shù)量級(jí)的移動(dòng)處理器進(jìn)行對(duì)接。

此外，相對(duì)于依賴硬件電路保障測(cè)量精度的測(cè)量系統(tǒng)來說，本發(fā)明的測(cè)量系統(tǒng)具備可以在使用中方便隨時(shí)校正的優(yōu)點(diǎn)。舉例來說，采用本發(fā)明原理制造的血糖儀，當(dāng)用戶認(rèn)為或懷疑長期使用后儀器因?yàn)殡娮釉匣仍蛟斐蓽?zhǔn)確度降低時(shí)，可向生產(chǎn)廠家或銷售商申請(qǐng)或購買若干標(biāo)定有標(biāo)準(zhǔn)血糖數(shù)值的校正試紙，對(duì)血糖儀進(jìn)行工人校正和重新標(biāo)定，將若干校正點(diǎn)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)輸入APP，再由智能移動(dòng)處理器模塊5寫入特征碼儲(chǔ)存器4，從而恢復(fù)，甚至得到比出廠時(shí)更高的測(cè)量精度——此時(shí)提高測(cè)量精度就可作為廠家的增值服務(wù)。體脂測(cè)量儀的校準(zhǔn)方法類似，用若干標(biāo)準(zhǔn)阻抗模塊校準(zhǔn)即可。此時(shí)，在APP上進(jìn)行校準(zhǔn)操作，比起智能傳感器或者專業(yè)測(cè)量儀器需要專用的編程器和輸入寫入終端來說方便得多，也不需要行業(yè)專家進(jìn)行編程操作。

作為優(yōu)選，本發(fā)明的產(chǎn)品可在基本信號(hào)調(diào)理電路2中可與一個(gè)或者若干個(gè)簡(jiǎn)單的，具備完全的信號(hào)調(diào)理功能的調(diào)理電路進(jìn)行平行捆綁，以便于產(chǎn)品在脫離智能移動(dòng)處理器模塊5參與信號(hào)處理的情況下，實(shí)現(xiàn)較低精度的基本測(cè)量功能，或者完成溫度測(cè)試以實(shí)現(xiàn)溫度漂移校正等功能。這可以使產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)擁有快速測(cè)量和高精度測(cè)量兩方面的功能。舉例說，設(shè)計(jì)一個(gè)可用于測(cè)量體重，和利用生物電阻抗法測(cè)量體脂率的多功能電子稱，因?yàn)轶w重測(cè)試電路和電子元件技術(shù)成熟，成本較低，則可完整構(gòu)建對(duì)應(yīng)體重測(cè)試所需的基本信號(hào)調(diào)理電路2中相應(yīng)電路，而精確測(cè)量體脂率測(cè)試所需的信號(hào)調(diào)理和校正電路過于復(fù)雜，則可簡(jiǎn)化其對(duì)應(yīng)的基本信號(hào)調(diào)理電路2中相應(yīng)電路，將盡可能多的信號(hào)調(diào)理和校正工作轉(zhuǎn)移到智能移動(dòng)處理器模塊5。

作為優(yōu)選，對(duì)于某些測(cè)量精度受溫度影響較大的測(cè)量設(shè)備，可在傳感器模塊1中增設(shè)溫度傳感器，并將傳感器模塊1，基本信號(hào)調(diào)理電路2和基本數(shù)據(jù)處理和通訊模塊3這三者所構(gòu)成的黑箱系統(tǒng)的溫度漂移修正值或溫度漂移函數(shù)寫入特征碼儲(chǔ)存器4，以排除溫度變化對(duì)測(cè)量精度的影響。

需指出，本發(fā)明中，說明書和說明書附圖中所列舉的實(shí)施例僅用于形象說明和披露技術(shù)方案。對(duì)于說明書中的一種可行技術(shù)方案的實(shí)施例，同行業(yè)技術(shù)人員很容易通過無創(chuàng)造性的局部改變對(duì)實(shí)施例進(jìn)行等同替代。因此本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于說明書中的描述，而應(yīng)以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。